优化激光基于粉末床的融合参数,以控制合金组件的孔隙性
Emanuele Vaglio1, Federico Scalzo1, Marco Sortino1
1Polytechnic Department of Engineering and Architecture, University of Udine, Via delle Scienze 206, 33100 Udine, Italy.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 27, 2024
概括
这项研究优化了Ti6Al4V合金的激光粉床融合 (LB-PBF),控制了孔隙性和表面性能. 拉梅拉样本显示,在优化毛孔度的应用中,表面积和毛孔体积显著增加.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 增材制造 增材制造 增材制造
- 合金是一种合金.
背景情况:
- 激光粉床融合 (LB-PBF) 是一种关键的增材制造技术,用于生产复杂的高性能零件.
- 定制材料属性,超越几何复杂性,为技术创新提供了巨大的潜力.
- 由于其优良的机械性能,Ti6Al4V合金被广泛使用.
研究的目的:
- 为了优化LB-PBF过程参数的Ti6Al4V合金零件与控制的孔径.
- 研究工艺参数对孔隙度,表面特征和原子结构的影响.
- 探索为先进应用而制造有着量身定制的孔隙性的零件的潜力.
主要方法:
- 使用LB-PBF制造立方体和片状Ti6Al4V样本.
- 激光功率,口距离和层厚度的系统变化通过实验的完全因数设计.
- 孔隙性,表面粗性,波形性,形态和表面积的表征.
- 使用小角度X射线散射 (SAXS) 和广角X射线散射 (WAXS) 分析原子结构和纳米孔隙性.
主要成果:
- 在特定的LB-PBF工艺窗口中,对Ti6Al4V的孔隙性和表面特征进行了精细控制.
- 孔隙主要是封闭的,即使在薄壁结构中也是如此.
- 表面粗度被确定为表面积的主要决定因素.
- 从单个扫描轨迹制造的状样本显示表面积和毛孔体积的数量增加.
结论:
- 可以有效地优化LB-PBF过程参数,以控制Ti6Al4V中的孔隙性和表面特性.
- 这项研究为生产具有定制孔隙性的Ti6Al4V零件提供了基础,特别是通过状结构.
- 这些发现为需要优化合金孔结构的先进应用铺平了道路.
